(57)【要約】【課題】２重像、フレアや干渉縞を生じない投射表示装置を提供する。【解決手段】不定偏光を第１〜第３の光に色分離した後、第１〜第３光を合成してスクリーンに投射する装置１において、第１〜第４の偏光ビームスプリッタ５、６、８、１４の偏光膜がＸ字状になるように配置し、更に第１の偏光ビームスプリッタ５を入射側に、第４の偏光ビームスプリッタ１４を出射側に、第１の偏光ビームスプリッタ５で色分離された第１の光が第２の偏光ビームスプリッタ６で反射される側に第1の反射型変調素子９を、第２の光が第３の偏光ビームスプリッタ８で反射される側に第２の反射型変調素子１０を、第３の光が第３の偏光ビームスプリッタ８をそのまま透過する側に第３の反射型変調素子１１を配置するとき、第３の偏光ビームスプリッタ８と第２の反射型変調素子１０との間に色フィルタ１７を備えている。【選択図】      図１
2006047947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源から出射される白色光を３原色光に色分離する色分離部と、前記３原色光の各色光の映像信号に応じた光変調を行う光変調部と、前記光変調部で光変調が行われた各色光の色合成を行う色合成部と、前記色合成部で色合成された色合成光をスクリーンに投射する投射レンズと、を備えた投射表示装置において、
前記色分離部で色分離された３原色光のうちのいずれか２つの色光の第1偏光面を有する第１の色光を反射して、第１の反射型液晶素子で前記第1の色光の映像信号に応じた光変調を行って得られた反射光を透過させる一方、第２偏光面を有する第２の色光を透過して、第２の反射型液晶素子で前記第２の色光の映像信号に応じて光変調を行って得られた反射光を反射させた後、前記色合成部に出射させる偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタと前記第１の反射型液晶素子との間に、前記第２の色光の波長帯域を吸収又は反射させる色フィルタと、
を備えたことを特徴とする投射表示装置。
【請求項２】
光源と、前記光源から出射される白色光を３原色光に色分離する色分離部と、前記３原色光の各色光の映像信号に応じた光変調を行う光変調部と、前記光変調部で光変調が行われた各色光の色合成を行う色合成部と、前記色合成部で色合成された色合成光をスクリーンに投射する投射レンズと、を備えた投射表示装置において、
前記色分離部で色分離された３原色光のうちのいずれか２つの色光の第１偏光面を有する第１の色光を反射して、第１の反射型液晶素子で前記第1の色光の映像信号に応じた光変調を行って得られた反射光を透過させる一方、第２の偏光面を有する第２の色光を透過して、第２の反射型液晶素子で前記第２の色光の映像信号に応じて光変調を行って得られた反射光を反射させた後、出射させる偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタと前記第１の反射型液晶素子との間に、第３の色光の波長帯域或いは前記第２の色光と前記第３の色光の波長帯域を吸収又は反射させる色フィルタを備え、かつ前記色合成部と前記投射レンズとの間にλ／４位相板を備えたことを特徴とする投射表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型の空間光変調素子を用いた投射表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、投射表示装置として液晶プロジェクタが普及している。この液晶プロジェクタは、光源からの光束を赤・緑・青の３原色に分解して液晶パネルに照射し、液晶パネルをテレビジョン信号やパソコン等からの情報信号に基づいて駆動することで、液晶パネルから光変調された光束を出射し、この変調光束を合成して投射レンズを介してスクリーンに拡大投射するものであった。
【０００３】
この投射表示装置については、特許文献１に記載されている。
この特許文献１に記載されている投射表示装置について図６を用いて説明する。
図６は、従来の投射型表示装置を示す概略ブロック図である。
従来の投射型表示装置４７は、不定偏光の白色光を出射する光源２と、光源２から出射された白色光を均一化すると共に偏光光を生成するインテクグレータ光学系３と、このインテクグレータ光学系３から出射する白色光のうち、Ｓ偏光を有する青色光をそのまま透過し、Ｓ偏光の緑色光及び赤色光をＳ偏光とは偏光面が９０度異なるＰ偏光にして透過させる第１のカラー偏光子４と、第１のカラー偏光子４を透過したＳ偏光の青色光、Ｐ偏光の緑色光及び赤色光のうち、Ｐ偏光の緑色光及び赤色光を透過し、Ｓ偏光の青色光を偏光膜５１で反射する第１の偏光ビームスプリッタ５と、第１の偏光ビームスプリッタ５で反射された青色光を偏光膜６１で反射する第２の偏光ビームスプリッタ６と、第１の偏光ビームスプリッタ５を透過した緑色光及び赤色光のうち、緑色光だけをＰ偏光からＳ偏光に変換し、Ｐ偏光の赤色光と共に出射する第２のカラー偏光子７と、第２のカラー偏光子７から出射されたＳ偏光の緑色光を偏光膜８１で反射し、Ｐ偏光の赤色光を透過する第３の偏光ビームスプリッタ８と、からなる。
【０００４】
更に、第２の偏光ビームスプリッタ６の偏光膜６１で反射された青色光を映像信号に応じて光変調し、反射させる青色光用の反射型液晶素子９と、第３の偏光ビームスプリッタ８で反射された緑色光を映像信号に応じて光変調し、反射させる緑色用の反射型液晶素子１０と、第３の偏光ビームスプリッタ８を透過した赤色光を映像信号に応じて光変調し、反射させる赤色光用の反射型液晶素子１１と、からなる。
【０００５】
青色光用の反射型液晶素子９で光変調して反射されたＰ偏光の青色光は第２の偏光ビームスプリッタ６を透過し、Ｓ偏光にする第３のカラー偏光子１２と、緑色用の反射型液晶素子１０で反射され第３の偏光ビームスプリッタ８を透過したＰ偏光の緑色光をそのまま出射し、赤色光用の反射型液晶素子１１で反射された後、第３の偏光ビームスプリッタ８の偏光膜８１で反射された赤色光の偏光面をＰ偏光に変換して出射する第４のカラー偏光子１３と、からなる。
【０００６】
第４のカラー偏光子１３から出射したＰ偏光の赤色光及び緑色光を透過し、第３のカラー偏光子１２から出射されるＳ偏光の青色光を偏光膜１４１で反射させる第４の偏光ビームスプリッタ１４と、第４の偏光ビームスプリッタ１４の偏光膜１４１で反射された青色光、偏光膜１４１を透過した赤色光及び緑色光を透過させて円偏光にするλ／４位相板１５と、λ／４位相板１５から出射する円偏光の赤色光、緑色光及び青色光をスクリーンに拡大投射する投射レンズ１６と、からなる。
【０００７】
そして、第１のカラー偏光子４と第１の偏光ビームスプリッタ５とで色分離部１８を構成し、第２の偏光ビームスプリッタ６と青色光用の反射型液晶素子９とで変調部１９を構成し、第２のカラー偏光子７と第３の偏光ビームスプリッタ８と緑色光用の反射型液晶素子１０、赤色光用の反射型液晶素子１１とで変調・分離・合成部２０を構成し、第３のカラー偏光子１２と第４の偏光ビームスプリッタ１４と第４のカラー偏光子１３と、λ／４位相板１５とで色成分合成部２１を構成している。
【特許文献１】特開平５−９３８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
投射レンズ１６やスクリーンからの緑色光と赤色光の戻り光は、回転方向が逆方向の円偏光となりλ／４位相板１５に入射し、このλ／４位相板１５を介して偏光面を９０°回転させられＳ偏光にされた後、第４の偏光ビームスプリッタ１４の偏光膜１４１で反射され、第３のカラー偏光子１２を介して第２の偏光ビームスプリッタ６の偏光膜６１で反射されて外部に不用光として捨てられる。しかしながら、青色光用の反射型液晶素子９で光変調を受けて反射された青色光は、投射レンズ１６やスクリーンで反射されると、λ／４位相板１５で円偏光からＰ偏光にされた後、第４の偏光ビームスプリッタ１４、第４のカラー偏光子１３、第３の偏光ビームスプリッタ８を介して緑色光用の反射型液晶素子１０に戻り、ここで反射されて再びスクリーンに戻るので、２重像やフレアとなるといった問題を生じていた。
【０００９】
また、第２のカラー偏光子７を介して第３の偏光ビームスプリッタ８に入射するＰ偏光の赤色光の一部がその偏光膜８１で反射された後、緑色光用の反射型液晶素子１０で反射されてスクリーンに投射された場合の赤色映像と赤色用の反射型液晶素子１１で反射されてスクリーンに投射された場合の赤色映像との間に干渉を生じるといった問題も生じていた。
【００１０】
この問題点について図７を用いて詳細に説明する。
図７は、第３の偏光ビームスプリッタ近傍の拡大図である。
第２のカラー偏光子７を透過したＰ偏光の赤色光は、第３の偏光ビームスプリッタ８に入射するが、偏光ビームスプリッタの偏光膜の一般的な特性により、第３の偏光ビームスプリッタ８に入射する赤色光の大部分は、赤色光用の反射型液晶素子１１に入射するが、その一部は、Ｐ偏光にも関わらず、第３の偏光ビームスプリッタ８の偏光膜８１で反射され、緑色光用の反射型液晶素子１０に入射する。緑色光用の反射型液晶素子１０では、緑色光用の映像信号に応じて緑色光だけでなく赤色光も光変調されて反射され、第３の偏光ビームスプリッタ８の偏光膜８１を透過して、第４のカラー偏光子１３、第４の偏光ビームスプリッタ１４、λ／４位相板１５、投射レンズ１６を介してスクリーンに到達する。
【００１１】
一方、第３の偏光ビームスプリッタ８の偏光膜８１を透過したＰ偏光の赤色光Ｒｍｉは、赤色光用の反射型液晶素子１１で赤色光用の映像信号に応じて光変調を受けてＳ偏光の赤色光Ｒｍｏとなり、この赤色光Ｒｍｏは、第３の偏光ビームスプリッタ８の偏光膜８１で反射されて出射し、第４のカラー偏光子１３、第４の偏光ビームスプリッタ１４、λ／４位相板１５、投射レンズ１６を介してスクリーンに到達する。
【００１２】
このため、緑色光用の反射型液晶素子１０で反射されたＰ偏光の赤色光と赤色光用の反射型液晶素子１１で反射されたＰ偏光の赤色光の映像がスクリーン上で干渉して干渉縞を生じるといった問題があった。また、第３の偏光ビームスプリッタ８に入射する赤色光のうちには、Ｓ偏光も含まれ、このＳ偏光の赤色光が偏光膜８１で反射され、緑色光用の反射型液晶素子１０でＰ偏光に光変調された後、偏光膜８１を透過し第４のカラー偏光子１３でＳ偏光にされた後、第４の偏光ビームスプリッタ１４の偏光膜１４１、λ／４位相板１５、投射レンズを介してスクリーンに到達して干渉を生じるといった問題もあった。
緑色光用の反射型液晶素子１０で反射されたＰ偏光の赤色光と赤色光用の反射型液晶素子１１で反射されたＰ偏光の赤色光が略同じレベルで暗く、かつ第３の偏光ビームスプリッタ８の偏光膜８１からの赤色光用の反射型液晶素子１１までの距離Ｌｒと第３の偏光ビームスプリッタ８の偏光膜８１からの緑色用の反射型液晶素子１０までの距離Ｌｇが一致、即ちフォーカスが取れたとき、最も干渉縞が目立つ。
【００１３】
また、３原色光が第１〜第３の偏光ビームスプリッタ５、６、８で吸収されることによる熱分布を生じて、これら第１〜第３の偏光ビームスプリッタ５、６、８の中の温度差により屈折率が変化して、複屈折が生じるため、映像品質を低下させていた。
【００１４】
そこで、本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、２重像、フレアや干渉縞を生じることなく、また複屈折を低減して良好な画像が得られる投射表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本願発明における第１の発明は、光源と、前記光源から出射される白色光を３原色光に色分離する色分離部と、前記３原色光の各色光の映像信号に応じた光変調を行う光変調部と、前記光変調部で光変調が行われた各色光の色合成を行う色合成部と、前記色合成部で色合成された色合成光をスクリーンに投射する投射レンズと、を備えた投射表示装置において、前記色分離部で色分離された３原色光のうちのいずれか２つの色光の第1偏光面を有する第１の色光を反射して、第１の反射型液晶素子で前記第1の色光の映像信号に応じた光変調を行って得られた反射光を透過させる一方、第２偏光面を有する第２の色光を透過して、第２の反射型液晶素子で前記第２の色光の映像信号に応じて光変調を行って得られた反射光を反射させた後、前記色合成部に出射させる偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタと前記第１の反射型液晶素子との間に、前記第２の色光の波長帯域を吸収又は反射させる色フィルタと、を備えたことを特徴とする投射表示装置を提供する。
第２の発明は、光源と、前記光源から出射される白色光を３原色光に色分離する色分離部と、前記３原色光の各色光の映像信号に応じた光変調を行う光変調部と、前記光変調部で光変調が行われた各色光の色合成を行う色合成部と、前記色合成部で色合成された色合成光をスクリーンに投射する投射レンズと、を備えた投射表示装置において、前記色分離部で色分離された３原色光のうちのいずれか２つの色光の第１偏光面を有する第１の色光を反射して、第１の反射型液晶素子で前記第1の色光の映像信号に応じた光変調を行って得られた反射光を透過させる一方、第２の偏光面を有する第２の色光を透過して、第２の反射型液晶素子で前記第２の色光の映像信号に応じて光変調を行って得られた反射光を反射させた後、出射させる偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタと前記第１の反射型液晶素子との間に、第３の色光の波長帯域或いは前記第２の色光と前記第３の色光の波長帯域を吸収又は反射させる色フィルタを備え、かつ前記色合成部と前記投射レンズとの間にλ／４位相板を備えたことを特徴とする投射表示装置を提供する。
を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本願発明によれば、前記色分離部で色分離された３原色光のうちのいずれか２つの色光の第1偏光面を有する第１の色光を反射して、第１の反射型液晶素子で前記第1の色光の映像信号に応じた光変調を行って得られた反射光を透過させる一方、第２偏光面を有する第２の色光を透過して、第２の反射型液晶素子で前記第２の色光の映像信号に応じて光変調を行って得られた反射光を反射させた後、前記色合成部に出射させる偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタと前記第１の反射型液晶素子との間に、前記第２の色光の波長帯域を吸収又は反射させる色フィルタとを備えているので、干渉縞を生じることなく良好な画像が得られる投射表示装置を提供できる。
更に、前記色合成部と前記投射レンズとの間にλ／４位相板を備えることにより、２重像及びフレアを生じることなく良好な画像が得られる。
また、前記色分解光学系で色分離された３原色光のうち、前記２原色光の偏光面のいずれかと同じ偏光面を有する残りの原色光を反射して、第３の反射型液晶表示素子で映像信号に応じた光変調を行って得られた反射光を透過する前記偏光ビームスプリッタと異なる他の偏光ビームスプリッタにおける前記残りの原色光が寄与しない面及び前記色合成部における前記３原色光が寄与しない面を粗面にしたので、複屈折を抑えることができるため良好な画像が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明の各実施形態に係る投射表示装置について図１及び図５を用いて説明する。
従来例と同一符号を用いる場合には、従来と同一構成については同一符号を付し、その説明を省略する。
図１は、本発明の第１実施形態における投射表示装置を示す概略図である。
図２は、本発明の第１実施形態における投射表示装置の第３及び第４偏光ビームスプリッタ近傍の拡大図である。
図３は、本発明の第２実施形態における投射表示装置を示す概略図である。
図４は、本発明の第３実施形態における投射表示装置を示す概略図である。
図５は、本発明の第４実施形態における投射表示装置を示す概略図である。
【００１８】
本発明の第１の実施形態における投射表示装置１は、従来の投射表示装置４８における第３の偏光ビームスプリッタ８と緑色用の反射型液晶素子１０との間に赤色光の波長帯域を吸収又は反射させる色フィルタを用いたものであり、それ以外は同様である。
【００１９】
以下に具体的に説明する。
図１に示すように、本発明の実施形態における投射表示装置１は、不定偏光の白色光を出射する光源２と、光源から出射された白色光を均一化すると共に偏光光を生成するインテクグレータ光学系３と、このインテクグレータ光学系３から出射する白色光のうち、Ｓ偏光を有する青色光をそのまま透過し、Ｓ偏光の緑色光及び赤色光をＳ偏光とは偏光面が９０度異なるＰ偏光にして透過させる第１のカラー偏光子４と、第１のカラー偏光子４を透過したＰ偏光の緑色光及び赤色光、Ｓ偏光の青色光のち、Ｐ偏光の緑色光及び赤色光を透過し、Ｓ偏光の青色光を偏光膜５１で反射する第１の偏光ビームスプリッタ５と、第１の偏光ビームスプリッタ５で反射された青色光を偏光膜６１で反射する第２の偏光ビームスプリッタ６と、第１の偏光ビームスプリッタ５の偏光膜５１を透過した緑色光及び赤色光のうち、緑色光だけをＰ偏光からＳ偏光に変換し、Ｐ偏光の赤色光と共に出射する第２のカラー偏光子７と、第２のカラー偏光子７から出射されたＳ偏光の緑色光を偏光膜８１で反射し、Ｐ偏光の赤色光を透過する第３の偏光ビームスプリッタ８と、からなる。
【００２０】
更に、第２の偏光ビームスプリッタ６の偏光膜６１で反射された青色光を映像信号に応じて光変調して、反射させる青色光用の反射型液晶素子９と、第３の偏光ビームスプリッタ８で反射された緑色光を映像信号に応じて光変調して、反射させる緑色光用の反射型液晶素子１０と、第３の偏光ビームスプリッタ８を透過した赤色光を映像信号に応じて光変調して、反射させる赤色光用の反射型液晶素子１１と、からなる。
【００２１】
第２の偏光ビームスプリッタ６で反射され青色光用の反射型液晶素子９で映像信号に応じて光変調して、反射されたＰ偏光の青色光の偏光面をＳ偏光にする第３のカラー偏光子１２と、緑色光用の反射型液晶素子１０で映像信号に応じて光変調して、反射された第３の偏光ビームスプリッタ８を透過した緑色光をそのまま出射し、赤色光用の反射型液晶素子１１で映像信号に応じて光変調して、反射された第３の偏光ビームスプリッタ８で反射された赤色光の偏光面をＰ偏光に変換して出射する第４のカラー偏光子１３と、からなる。
【００２２】
第４のカラー偏光子１３から出射したＰ偏光の赤色光及び緑色光を透過し、第３のカラー偏光子１２から出射されるＳ偏光の青色光を反射させる第４の偏光ビームスプリッタ１４と、第４の偏光ビームスプリッタ１４から出射する赤色光、緑色光及び青色光を円偏光にして透過させるλ／４位相板１５と、λ／４位相板１５から出射する円偏光の赤色光、緑色光及び青色光をスクリーンに拡大投射する投射レンズ１６と、からなる。
【００２３】
第３の偏光ビームスプリッタ８と緑色光用の反射型液晶素子１０との間には、緑色光用の反射型液晶素子１０に入射する赤色光の波長帯域を吸収又は反射させる色フィルタ１７が設けられている。
そして、第１のカラー偏光子４と第１の偏光ビームスプリッタ５とで色分離部１８を構成し、第２の偏光ビームスプリッタ６と青色光用の反射型液晶素子９とで変調部１９を構成し、第２のカラー偏光子７、第３の偏光ビームスプリッタ８、緑色光用の反射型液晶素子１０、赤色光用の反射型液晶素子１１及び色フィルタ１７で変調分離・合成部２０を構成し、第３のカラー偏光子１２、第４の偏光ビームスプリッタ１４、第４のカラー偏光子１３及びλ／４位相板１５で色成分合成部２１を構成している。
【００２４】
ここで、色フィルタ１７を設けた効果について図２を用いて説明する。
従来例で説明したように、第２のカラー偏光子７を透過したＰ偏光の赤色光の一部Ｒｓｉは、Ｐ偏光にも関わらず、第３の偏光ビームスプリッタ８の偏光膜８１で緑色用の反射型液晶素子１０側に反射される。
緑色光用の反射型液晶素子１０側には、赤色光の波長帯域を吸収又は反射させる色フィルタ１７が設けられているので、第３の偏光ビームスプリッタ８の偏光膜８１で反射されたＰ偏光の赤色光Ｒｓｉは吸収或いは反射されることになり、スクリーン上干渉縞が生じるのを防止できる。また、第３の偏光ビームスプリッタ８に入射する赤色光のうちに含まれるＳ偏光がスクリーン上に干渉縞が生じることを防止できる。
【００２５】
前述したように、投射レンズ１６やスクリーンで反射された緑色光と赤色光は、回転方向が逆方向の円偏光となりλ／４位相板１５に入射し、このλ／４位相板１５を介して偏光面を９０°回転させられＳ偏光にされた後、第４の偏光ビームスプリッタ１４の偏光膜１４１で反射され、第３のカラー偏光子１２を介して第２の偏光ビームスプリッタ６の偏光膜６１で反射されて外部に不用光として放出される。
【００２６】
一方、投射レンズ１６やスクリーンで反射された青色光は、λ／４位相板１５に入射し、Ｐ偏光の戻り光Ｂｈｏとなる。この戻り光Ｂｈｏは、第４偏光ビームスプリッタ１４、第４カラー偏光子１３、第３偏光ビームスプリッタ８を介して、色フィルタ１７側に向かう。この時、色フィルタ１７を緑色光のみを透過するフィルタを設置して戻り光Ｂｈｏを色フィルタ１７で吸収或いは反射させれば、この戻り光Ｂｈｏは、色フィルタ１７で吸収されることになるので、再びスクリーンに戻ることがないので、スクリーン上に生じる２重像やフレアを防止できる。
【００２７】
次に、その作用について説明する。
光源２から出射された不定偏光の白色光をインテクグレータ光学系３で均一化すると共にＳ偏光光に変換させた後、第1のカラー偏光子４により、Ｓ偏光の青色光、緑色光及び赤色光のうちの赤色光のみをＰ偏光にして、第１の偏光ビームスプリッタ５に入射させる。
第1の偏光ビームスプリッタ５の偏光膜５１でＳ偏光の青色光を反射させ、Ｐ偏光の緑色光と赤色光を透過させた後、Ｓ偏光の青色光を第２の偏光ビームスプリッタ６の偏光膜６１で反射させる
一方、第１の偏光ビームスプリッタ５の偏光膜５１を透過したＰ偏光の緑色光と赤色光のうち、第２のカラー偏光子７でＰ偏光の赤色光をそのまま透過し、緑色光をＰ偏光からＳ偏光にして透過させ、第３の偏光ビームスプリッタ８に入射させる。
【００２８】
第２の偏光ビームスプリッタ６の偏光膜６１で反射させたＳ偏光の青色光を青色光用の反射型液晶素子９で青色光の映像信号に応じて光変調してＰ偏光にした後、反射させ第２の偏光ビームスプリッタ６を透過させ第３のカラー偏光子１２に入射させる。
一方、Ｓ偏光の緑色光は、第３の偏光ビームスプリッタ８の偏光膜８１で反射させ、色フィルタ１７を透過させ緑色光用の反射型液晶素子１０側に出射させる。
緑色光用の反射型液晶素子１０で緑色光用の映像信号に応じて光変調して、反射させ、色フィルタ１７を介して第３の偏光ビームスプリッタ８の偏光膜８１を透過させ、第４のカラー偏光子１３に入射させる。
この際、色フィルタ１７は、赤色光の波長帯域を吸収又は反射させるので、緑色光はそのまま透過する。
【００２９】
Ｐ偏光の赤色光は、第３の偏光ビームスプリッタ８の偏光膜８１をそのまま透過させ、赤色光用の反射型液晶素子１１で赤色光用の映像信号に応じて反射型液晶素子１１でＳ偏光に光変調した後、反射させ、第３の偏光ビームスプリッタ８の偏光膜８１で反射させて、第４のカラー偏光子１３に入射させる。
第４のカラー偏光子１３では、赤色光をＳ偏光からＰ偏光に変換して透過させ、Ｐ偏光の緑色光をそのまま透過させ、第４の偏光ビームスプリッタ１４に入射させる。
【００３０】
第４の偏光ビームスプリッタ１４では、Ｓ偏光の青色光を反射させ、Ｐ偏光の緑色光及び赤色光をそのまま透過させて、λ／４位相板１５に入射させる。
λ／４位相板１５では、青色光、緑色光及び赤色光を円偏光にして透過させる。投射レンズ１６では、円偏光となった青色光、緑色光及び赤色光の画像をスクリーンに拡大投射する。
【００３１】
以上のように、本発明の第１実施形態によれば、第３の偏光ビームスプリッタ８と緑色光用の反射型液晶素子１０との間に、赤色光の波長帯域を吸収又は反射させる色フィルタ１７を備えているので、干渉を生じることなく良好な画像が得られる。更に、第４の偏光ビームスプリッタ１４と投射レンズ１６との間にλ／４位相板１５を備えているので、２重像やフレアを生じることなく良好な画像が得られる投射表示装置を提供できる。
【００３２】
次に、本発明の第２実施形態について図３を用いて説明する。
第１実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
図３に示すように、本発明の第２実施形態の投射表示装置２２は、第１実施形態の投射表示装置１における第１の偏光ビームスプリッタ５と反対側の第２の偏光ビームスプリッタ６の面６２及び第３のカラー偏光子１２と反対側の第４の偏光ビームスプリッタ１４の面１４２とを粗面とするものであり、それ以外は同様である。
その作用については第１実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
第２の偏光ビームスプリッタ６の面６２と第４の偏光ビームスプリッタ１４の面１４２とを粗面にしたのは、これらの偏光ビームスプリッタ内を透過する光により発生する熱の放散を良好にするためである。この結果、第２の偏光ビームスプリッタ６及び第４の偏光ビームスプリッタ１４の熱応力が均一になり複屈折を低減できる。
【００３３】
ここで、第２の偏光ビームスプリッタ６と反対側の第１の偏光ビームスプリッタ５の面５２を粗面としないのは、その内部で発生する熱を放散させやすくすると、第１の偏光ビームスプリッタ５の面５２からは熱が放散する一方、第１の偏光ビームスプリッタ５は光源２に近いため内部に熱が蓄積されるため温度差が大きくなって、熱応力の不均一を生じて複屈折を助長するからである。
【００３４】
以上のように、本発明の第２実施形態によれば、第１の偏光ビームスプリッタ５と反対側の第２の偏光ビームスプリッタ６の面６２及び第３のカラー偏光子１２と反対側の第４の偏光ビームスプリッタ１４の面１４２を粗面にしたので、熱応力が均一になり複屈折を抑えることができるため、良好な画像を得ることができる。
【００３５】
次に、本発明の第３実施形態について図４を用いて説明する。
第１実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
図４に示すように、本発明の第３実施形態における投射表示装置２３は、不定偏光の白色光を出射する光源２と、この光源２から出射された白色光をＳ偏光の３原色光にする偏光変換素子２４と、この３原色光のうち赤色光と青色光とを透過させ、緑色光を反射させるダイクロイックミラー２５と、ダイクロイックミラー２５で反射された緑色光中に含まれるＰ偏光成分を除去する偏光板２６と、この偏光板２６でＰ偏光成分が除去された緑色光のＳ偏光を反射させ、Ｐ偏光を透過させる偏光膜６１を有する第２の偏光ビームスプリッタ６と、からなる。
【００３６】
ダイクロイックミラー２５を透過した赤色光と青色光中に含まれるＰ偏光成分を除去する偏光板２７と、偏光板２７でＰ偏光が除去されたＳ偏光の青色光だけをＳ偏光からＰ偏光に変換し、Ｓ偏光の赤色光と共に出射するカラー偏光子２８と、カラー偏光子２８から出射されたＳ偏光の赤色光を偏光膜８１で反射し、Ｐ偏光の青色光を透過する第３の偏光ビームスプリッタ８と、からなる。
【００３７】
更に、第３の偏光ビームスプリッタ８の偏光膜８１を透過したＰ偏光の青色光を映像信号に応じて光変調して、反射させる青色光用の反射型液晶素子９と、第２の偏光ビームスプリッタ６の偏光膜６１で反射された緑色光を映像信号に応じて光変調して、反射させる緑色光用の反射型液晶素子１０と、第３の偏光ビームスプリッタ８の偏光膜８１で反射された赤色光を映像信号に応じて光変調して、反射させる赤色光用の反射型液晶素子１１と、からなる。
【００３８】
第２の偏光ビームスプリッタ６の偏光膜６１で反射して緑色光用の反射型液晶素子１０で光変調して反射されたＰ偏光の緑色光の偏光面をＳ偏光にするカラー偏光子２９と、赤色光用の反射型液晶素子１１で反射され第３の偏光ビームスプリッタ８の偏光膜８１を透過した赤色光をそのまま出射し、青色光用の反射型液晶素子９で反射された後、第３の偏光ビームスプリッタ８の偏光膜８１で反射された青色光の偏光面をＰ偏光に変換して出射するカラー偏光子３０と、からなる。
【００３９】
カラー偏光子３０から出射したＰ偏光の赤色光及び青色光を透過し、カラー偏光子２９から出射されるＳ偏光の緑色光を反射させる偏光膜１４１を有する第４の偏光ビームスプリッタ１４と、第４の偏光ビームスプリッタ１４から出射する赤色光、緑色光及び青色光を透過させて円偏光にするλ／４位相板３１と、λ／４位相板３１から出射する円偏光の赤色光、緑色光及び青色光をスクリーンに拡大投射する投射レンズ１６と、からなる。
【００４０】
第３の偏光ビームスプリッタ８と赤色光用の反射型液晶素子１１との間には、赤色光用の反射型液晶素子１１に入射する青色光の波長帯域或いは青色光と緑色光の波長帯域を吸収又は反射させる色フィルタ３２が設けられている。
そして、ダイクロイックミラー２５単独で色分離部３３を構成し、第２の偏光ビームスプリッタ６と緑色光用の反射型液晶素子１０とで光変調部３４を構成し、偏光板２７、カラー偏光子２８、第３の偏光ビームスプリッタ８、青色光用の反射型液晶素子９、赤色光用の反射型液晶素子１１及び色フィルタ３２で変調・分離・合成部３５を構成し、カラー偏光子３０と第４の偏光ビームスプリッタ１４とカラー偏光子２９と、λ／４位相板３１とで色成分合成部３６を構成している。
以上のように、本発明の第３実施形態によれば、第３の偏光ビームスプリッタ８と赤色用の反射型液晶素子１１との間に、青色光の波長帯域或いは青色光と緑色光の波長帯域を吸収又は反射させる色フィルタ３２を備えているので、干渉を生じることなく良好な画像が得られる。更に、第４の偏光ビームスプリッタ１４と投射レンズ１６との間にλ／４位相板３１を備えているので、第１実施形態と同様に２重像やフレアを生じることなく良好な画像が得られる投射表示装置を提供できる。
【００４１】
次に、本発明の第４実施形態について図５を用いて説明する。
第１実施形態と同一構成には同一符号をし、その説明を省略する。
図５に示すように、本発明の第４実施形態における投射表示装置３７は、不定偏光の白色光を出射する光源２と、この光源２から出射された白色光からＰ偏光のみの３原色光を透過させる偏光板３８と、３原色光のうちの緑色光及び青色光は、そのまま、赤色光は、その偏光面をＰ偏光からＳ偏光にするカラー偏光子３９と、このカラー偏光子３９を透過したＰ偏光の緑色光及び青色光を透過し、Ｓ偏光の赤色光を反射する偏光膜５１を有する第１の偏光ビームスプリッタ５と、第１の偏光ビームスプリッタ５の偏光膜５１で反射されたＳ偏光の赤色光を反射する第２の偏光ビームスプリッタ６と、からなる。
【００４２】
第１の偏光ビームスプリッタ５の偏光膜５１を透過したＰ偏光の緑色光及び青色光のうちの青色光をＰ偏光からＳ偏光にし、Ｐ偏光の緑色光はそのまま透過するカラー偏光子４０と、カラー偏光子４０でＳ偏光にされた青色光を反射し、Ｐ偏光の緑色光を透過する偏光膜８１を有する第３の偏光ビームスプリッタ８と、からなる。
【００４３】
更に、第３の偏光ビームスプリッタ８の偏光膜８１で反射された青色光を映像信号に応じて光変調して、反射させる青色光用の反射型液晶素子９と、第３の偏光ビームスプリッタ８の偏光膜８１を透過したＰ偏光の緑色光を映像信号に応じて光変調して、反射させる緑色光用の反射型液晶素子１０と、第２の偏光ビームスプリッタ６の偏光膜６１で反射された赤色光を映像信号に応じて光変調して、反射させる赤色光用の反射型液晶素子１１と、からなる。
【００４４】
青色光用の反射型液晶表示素子９で光変調して、反射され、更に第３の偏光ビームスプリッタ８の偏光膜８１を透過した青色光のＰ偏光からＳ偏光にする一方、緑色光用の反射型液晶表示素子１０で光変調して、反射され、第３の偏光ビームスプリッタ８の偏光膜８１で反射された緑色光をＳ偏光のまま透過するカラー偏光子４１と、からなる。
【００４５】
カラー偏光子４１を出射したＳ偏光の青色光及び緑色光を反射し、第２の偏光ビームスプリッタ６の偏光膜６１を透過したＰ偏光の赤色光を透過させる偏光膜１４１を有する第４の偏光ビームスプリッタ１４と、第４の偏光ビームスプリッタ１４から出射する赤色光、緑色光及び青色光をスクリーンに拡大投射する投射レンズ１６と、からなる。
【００４６】
第３の偏光ビームスプリッタ８と青色光用の反射型液晶素子９との間には、青色光用の反射型液晶素子９に入射する緑色光の波長帯域を吸収又は反射する色フィルタ４２が設けられている。
そして、第１の偏光ビームスプリッタ５、偏光板３８及びカラー偏光子３９で色分離部４３を構成し、第２の偏光ビームスプリッタ６と赤色光用の反射型液晶素子１１とで変調部４４を構成し、第３の偏光ビームスプリッタ８、青色光用の反射型液晶表示素子９、緑色光用の反射型液晶表示素子１０及び色フィルタ４２で変調・分離・合成部４５を構成し、第４の偏光ビームスプリッタ１４とカラー偏光子４１とで色成分合成部４６を構成している。
以上のように、本発明の第４実施形態によれば、第３の偏光ビームスプリッタ８と青色用の反射型液晶素子９との間に、緑色光の波長帯域を吸収又は反射させる色フィルタ４２を備えているので、干渉を生じることなく良好な画像が得られる。
【００４７】
なお、本願発明の第１の実施形態における色フィルタ１７の代わりに赤色光の波長帯域を吸収又は反射させるダイクロイックフィルタを用いても良い。この場合には、赤色光以外の光は、このダイクロイックフィルタにより反射されるので、前記したＰ偏光の赤色光Ｒｓｉは投射レンズ１５を介してスクリーン上に到達する。しかし、赤色光用の反射型液晶素子１１で光変調して反射され、第３の偏光ビームスプリッタ８の偏光膜８１で反射されて投射レンズ１５を介してスクリーン上に到達する赤色光による映像光と、Ｐ偏光の赤色光Ｒｓｉとは、第３の偏光ビームスプリッタ８の偏光膜８１からの距離に差があるため、干渉縞を生じない。
【００４８】
また、投射レンズ１５やスクリーンからの反射光は吸収せずに反射するため、スクリーン側に戻る軌跡をたどる。しかし、ダイクロイックフィルタ面と緑色光用の反射型液晶素子１０の反射面とは離れており、投射レンズ１５で緑色光用の反射型液晶素子１０にフォーカスした場合にはダイクロイックフィルタから反射した光束は結像しない。従って、若干のフレアが発生するのみである。
ダイクロイックフィルタは、光束を吸収しないので、大きな光束で照明する高輝度タイプに適する。
【００４９】
更に、色フィルタ１７は、緑色光用の反射型液晶素子１０側の第３の偏光ビームスプリッタ８に接着するようにしても良い。色フィルタ３２、４３についても同様である。更に、第３実施形態において、ダイクロイックミラー２５と反対側の第２の偏光ビームスプリッタ６の面６２及びカラー偏光子２９と反対側の第４の偏光ビームスプリッタ１４の面１４２を粗面に、また第４実施形態において、第１の偏光ビームスプリッタ５と反対側の第２の偏光ビームスプリッタ６の面６２及びカラー偏光子４１と反対側の第４の偏光ビームスプリッタ１４の面１４２を粗面にした場合には、本発明の第２実施形態と同様に熱応力が均一なり複屈折を抑えることができるため、良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態における投射表示装置を示す概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態における投射表示装置の第３及び第４偏光ビームスプリッタ近傍の拡大図である。
【図３】本発明の第２実施形態における投射表示装置を示す概略図である。
【図４】本発明の第３実施形態における投射表示装置を示す概略図である。
【図５】本発明の第４実施形態における投射表示装置を示す概略図である。
【図６】従来の投射型表示装置を示す概略ブロック図である。
【図７】第３の偏光ビームスプリッタ近傍の拡大図である。
【符号の説明】
【００５１】
１、２２、２３．３７…投射表示装置、２…光源、３…インテクグレータ光学系、４…第1のカラー偏光子、５…第１の偏光ビームスプリッタ、６…第２の偏光ビームスプリッタ、７…第２のカラー偏光子、８…第３の偏光ビームスプリッタ、９…青色光用の反射型液晶素子、１０…緑色光用の反射型液晶素子、１１…赤色光用の反射型液晶素子、１２…第３のカラー偏光子、１３…第４のカラー偏光子、１４…第４の偏光ビームスプリッタ、１５、３１…λ／４位相板、１６…投射レンズ、１７、３２、４２…色フィルタ、１８、３３、４３…色分離部、１９、３４、４４…変調部、２０、３５、４５…変調・分離・合成部、２１、３６、４６…色成分合成部、２４…偏光変換素子、２５…ダイクロイックミラー、２６、２７、３８…偏光板、２８、２９、３０、３９、４０、４１…カラー偏光子、５２、６２、１４２…面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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